Корейські вчені навчилися перетворювати відпрацьовану каву на вугілля за 1,5 хвилини

Південнокорейські дослідники з Корейського інституту наук про Землю та мінеральні ресурси (KIGAM) створили технологію, яка перетворює вологу відпрацьовану кавову гущу на високоякісне біовугілля всього за 90 секунд. Головна перевага розробки — можливість працювати із сировиною безпосередньо після збору, без попереднього сушіння, яке раніше вважалося обов’язковим і вкрай енергоємним етапом.

Технологія отримала назву піролізу в полум’ї плазми (flame plas­ma pyrol­y­sis). Установка працює на скрапленому нафтовому газі — суміші пропану та бутану — і стисненому повітрі, утворюючи плазмове полум’я з температурою 800–900 °C. Волога кавова гуща з вмістом вологи близько 55% одразу подається в зону плазмового факела при атмосферному тиску — без будь-якого знежирення чи підсушування.

При такому нагріванні вода всередині частинок миттєво випаровується, створюючи внутрішній тиск і викликаючи мікровибухи — так званий «ефект попкорну». Завдяки цьому одночасно відбуваються сушіння, карбонізація та формування пористої структури матеріалу. Волога, яка зазвичай заважає піролізу, тут фактично стає рушієм процесу.

Результати вражають: маса вихідної сировини зменшується на 83,3%, а теплотворна здатність отриманого біовугілля сягає 29,0 МДж/кг — проти 21,8 МДж/кг у необробленої гущі. За цим показником матеріал можна порівняти з антрацитом. Частка зв’язаного вуглецю зросла майже втричі — з 15,6% до 46,2%, а питома поверхня матеріалу збільшилася з 1,5 до 115,4 м²/г. Сполуки сірки при цьому видаляються практично повністю, що суттєво знижує викиди оксидів сірки під час спалювання.

За швидкістю новий метод кардинально перевершує існуючі аналоги. Гідротермальна карбонізація зазвичай займає від однієї до шести годин, торрефікація — десятки хвилин, тоді як плазмовий піроліз укладається в півтори хвилини. Процес також супроводжується мінімальним утворенням диму та смолистих побічних продуктів.

Щороку у світі утворюється понад 10 мільйонів тонн відпрацьованої кавової гущі. Дослідники переконані, що технологія підійде й для інших вологих органічних відходів — харчових залишків, осадів стічних вод і сільськогосподарської біомаси. Завдяки компактності обладнання переробку можна організовувати безпосередньо поруч із джерелами відходів — наприклад, просто в кав’ярні. Втім, для промислового впровадження технологія ще потребує додаткового доопрацювання.